Способ коррекции систем автоматического управления движением объекта

 

Сююэ Советсиик

Соцнапнстнчеснн)(Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ 624202 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 1007.75 (21) 2173722/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43» Опубликовано150978. Бкуллетень ¹ 34 (И} М. Кл.

Я 05 В 5/01

Государствеииый комитет

Совета Мниистров СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 62-50 (088 ° 8) (45) Дата опубликования описания 080878

P2) Авторы

НЗОбрЕТЕННЯ В ° Í ° ÂåÐåñêÓíîâ, В.И.Силаев и Л.A Таранова

Научно-производственное объединение Автоматгормаш

P3} Заявитель (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления движением угледобывающих комбайнов.

Известные способы коррекции систем автоматического .управления движением объекта, основанные на введении корректирующего сигнала по ускорению движения в закон управления, преследуют цель срыва.автоколебаний движущегося объекта (1) . Однако существующие способы не .учитывают естественного изменения структуры объекта в том,.случае,. когда колебания вызваны влияйием нелинейной характеристики трения. Наиболее близким к изобретеННе по технической сущности и достигаемому результату является способ коррекции системы автоматического управления движением объекта, основанный на сравнении сигнала уставки и . сигнала коррекции, пропорционального производной от мгновенной скорости движения объекта, и формировании сигнала управления, пропорционального полученному сигналу рассогласования (2) .. Этот способ рассматривает только условия стабилизации движения в фиксированной точке падаквцего участ. ,ка нелинейной характеристики и не учитывает всего диапазона ее изменения (корректирующий сигнал не зависиг от текущих координат объекта), что не пбэволяет выбирать параметры системы управления для конкретно рассматриваемого типа нелинейности с учетом ограниченных энергетических возможностей привода и требований к качеству регулирования. Ограниченные энергетические возможности привода требуют допустимых значений корректирующего сигнала и быстродействия системы по возможности,без реверсирования исполнительного механизма.

»6 Для уменьшения колебательности объекта в процессе движения, т.е. повышения точности управления предлагается способ, заключакицийся в том, что сигналы коррекции формируют в момент достижения мгновенной скоростью максимального значения и критического значения, соответствующего излому кривой трения в точке изменения знака коэффициента трения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа на фиг.2 - фазовый портрет системы, формирующей корректирующий сигнал предлагаемым спосоЗ» бом.

624202

На Фазовом портрете (см. Фиг.2) сплошной линией показано движение системы без управления, описываемое, в частности, для угольного комбайна, уравнением

„Ч-C) (Ч - )й- 2(г), 3

5 гдето - масса комбайна

С - коэффициент жесткости тяговой ц пиу

P - ускорение и скорость движения комбайна соответственно; 10 э — скорость вращения приводной звезды механизма подачи1

R(V)- нелинейная характеристика трения (см.фиг.З) .

Пунктирной линией показано движение системы с управлением по закону

1 1),„- И9 гдеV>- уставка бкоростиу

)1 - параметр коррекции.

Корректирующий параметр и опреде-, ляется в зависимости от знака коэффициента трения в нелинейной характеристике и текущих координат объекта

О, если ОсУсЧмоксЛ О) 25

60 б5

Блок-схема устройства (см. фиг. 1) включает в себя вычислитель 1, опре деляющий параметры коррекции И1, 52 30

k„p(kgp V/V)pBa вход которого задаются1

W — масса комбайна.а и а< -коэффициенты характеристикй трения, c - коэффициент,жесткости гибкого тягового органа (для комбайна - цепь) 1 дат- 35 чик 2 ускорения, который крепится на корпусе комбайна, с него напряжение, пропорциональное ускорению движения, подается на интегратор 3, выдающий сигнал, пропорциональный мгновенной 40 скорости движения объекта, релейные элементы 4 и 5, пропускающие только отрицательные сигналы ускорения движенияу блоки 6 и 7 произведения, на входы которых поступают параметры

И1и Н2 к текущие значения ускорения с релейного элемента 4, Формирующие 45 кЬрректирующие сигналы И Т и Ч .Ч блок 8 перемножения, формирующий жгиал М „ V необходимый для обеспечения скользящего режима на интервале

Й, поступающий на вход сумматора 9 50 вместе с сигналом с датчика ускореwsg блок 10 произведения,обеспечивающий скользящий режим на интервале П; ключи 11 и 12 формируют параметры коррекции И ((1Г) H И2ф) в заданных HHтервалах изменения скорости блоки

13 и 14 произведения на которые поступают сигналы (2(7) йУ Ь (у) И соответственно, а с выходов этих блоков снимаются сигналы И2У и Й1Ч сравниваемые с уставкой Vy> их разница поступает 8 управляемый элемент силового привода 15.

Сигнал с датчика 2 поступает на интегратор 3 для получения сигнала, пропорционального мгновенной скорости движения комбайна, который используется для управления ключами 11 и 12, формирующими параметры корректирукйцего воздействия) 1(7) и И > (V) в заданных интервалах изменения скорости. Эти сигналы Формируются лишь при отрицательном ускорении, что достигается при помощи релейного элемента 4 и

Ь блоков 6 и 7 на которые с вычислителя 1 поступают сигналы параметров

Управления И1 ")l2 ll .Раметр }>i и ус корение Ч поступают на блок перемножения 14, с которого снимается корректирующий сигнал я Ф на интервале I при цр V макс.Параметр Ь2 поступает на блок 13, формирующий скользящий режим управления на интервале П (0

8, на который с вычислителя 1 подается параметр скользящего режима k „„р сумматора 9, релейного элемента 5 и блока 10.

С сумматора 9 и блока 10 корректирующие сигналы 4 V и haY передаются на сравнивающее устройство, где происходит сравнение с уставкой скорости.

Отсюда сигнал коррекции подается в силовой привод подающей части, который, воздействуя на скорость приводной звезды, обеспечивает равномерное движение корпуса комбайна, на котором закреплен датчик ускорения.

Использование предлагаемого способа коррекции обеспечивает уменьшение колебательности объекта и, по сравнению с существующими способами, дает возможность получать минимальные энергетические затраты на коррекцию движения объекта и исключает необходимость реверсирования силового привода. Уменьшение колебательности объекта-позволяет получать более высокую среднюю скорость движения, что приводит, в частности, для угольного комбайна, к увеличению производительнссти. Кроме того, уменьшаются динамические нагрузки во всех узлах объекта и, следовательно, повышается его долговечность.

Формула изобретения

Способ коррекции систем автоматИческого управления движением объекта, основанный на сравнении сигнала уставки и сигнала коррекции, пропорционального производной от мгновенной скорости движения объекта, и формировании сигнала управления, пропорционального полученному сигналу рассогласования, отличающийся тем,что, с целью повышения точности управления, сигналы коррекции формируют в моменты

624202 т 4, r С

Фи@./

Составитель Г.Небедова

Редактор Л.Тюрина Техред Л. алферова Корректор A. Гриценко

Заказ 5183/37 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 достижения мгновенной скоростью максимального значения и критического значения, соответствующего излому кривой трения в точке изменения знака коэффициента трения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Теория систем с переменной структурой . Под ред, С.В.Емельянова. М., 1970, с. 575.

2. Мандельблат М.М. О воэможности подавления автоколебаний механизмов средствами автоматического регулиро« вания ° Иэд. ВуЗов, Электромехани-. ка, 1967, {Ф 6